CN100514709C - 锂离子电池盖板组件、电池壳及电池 - Google Patents

锂离子电池盖板组件、电池壳及电池 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种锂离子电池盖板组件，包括盖体、弹性密封件和紧固件，所述盖体上设有注液孔，所述弹性密封件位于注液孔壁与紧固件之间，所述紧固件将弹性密封件卡紧在注液孔内。本发明并公开了具有上述电池盖板组件的电池壳和锂离子电池。本发明有益的技术效果在于：采用包括弹性密封件和紧固件的密封组件来进行注液孔的密封，将弹性密封件设置在注液孔与紧固件之间，利用其弹性和形变，不仅能够减低封口所需的压力而且能够达到更好的密封效果。

Description

锂离子电池盖板组件、电池壳及电池
【技术领域】
本发明涉及锂离子电池封装技术，具体涉及锂离子电池盖板组件、电池壳及电池。
【背景技术】
锂离子电池是一种大容量、高功率的电池，其主要应用于小型设备上，特别是移动电话。锂离子电池一般是由电池盖板组件、电池罐、电解液以及由正、负极片和隔膜纸卷绕成的电池卷芯组成。现有技术中进行锂离子电池的封装通常采用这样的步骤：先将卷绕好的电池卷芯装入电池罐内；然后将正负极片连接引带与盖板组件焊接；再将盖板通过激光焊接方式密封在电池罐的开口部，这样就形成了一个装有电池卷芯的容器；再通过盖板上的注液孔将电解液注入容器内部，最后将注液孔密封。目前，注液孔的密封是通过将钢球冲入注液孔中与注液孔过盈配合来实现的。
由于钢球是实心的刚性部件，又与注液孔过盈配合，这就使得冲压钢球封口时需要比较大的压力，有可能引起电池壳体变形；另外钢球嵌入注液孔的深度要求精度比较高，而冲压时钢球的深度时浅时深不易控制，容易引起密封不良而漏液。
【发明内容】
本发明的目的提供一种所需封口压力较小，密封效果好的锂离子电池盖板组件、电池壳及电池。
为了达到上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种锂离子电池盖板组件，包括盖体、弹性密封件和紧固件，所述盖体上设有注液孔，所述弹性密封件位于注液孔壁与紧固件之间，所述紧固件将弹性密封件卡紧在注液孔内。
优选的是，所述弹性密封件具有顶端封闭的中空头部，其外壁与注液孔内壁紧密贴合；所述紧固件具有支撑部，其位于所述弹性密封件的中空部分中，并与该部分过盈配合。
优选的是，所述弹性密封件采用高分子材料。
进一步优选的是，所述支撑部为顶端封闭的中空形状，其中空部分的外径大于所述弹性密封件的中空部分的内径。
进一步优选的是，所述注液孔呈沉头孔型，包括位于下部的直孔和位于上部的沉头。
更优选的是，所述弹性密封件的敞口端还具有向外延伸的挡边，所述挡边位于所述沉头中。
更优选的是，所述紧固件的支撑部尾端还具有向外延伸的锁紧部，锁紧部外沿直径大于沉头内径，所述锁紧部卡紧在沉头中。
更优选的是，所述锁紧部外沿呈齿状。
为本发明的目的还提供，一种锂离子电池壳，包括电池罐和封闭其开口的电池盖板组件，所述电池盖板组件具有上述结构。
以及一种具有上述电池壳的锂离子电池。
采用上述技术方案，结合下面将要详述的实施例，本发明有益的技术效果在于：1)采用包括弹性密封件和紧固件的密封组件来进行注液孔的密封，将弹性密封件设置在注液孔与紧固件之间，利用其弹性和形变，不仅能够减低封口所需的压力而且能够达到更好的密封效果。2)弹性密封件采用顶端封闭的中空形状，便于将紧固件冲入中空部位中进行卡紧，一次冲压即可完成密封，方便高效。3)弹性密封件采用高分子材料，能够具有良好的弹性和化学稳定性，确保不会因为被电解液腐蚀而产生漏液现象。4)紧固件的支撑部同样采用顶端封闭的中空形状较实体密封对冲压力的需要更低，且中空构造能充分发挥过盈配合所产生的压力，更有利于将弹性密封件充分而受力均匀的压紧在注液孔内。5)注液孔采用沉头孔，其沉头部位的凹陷，使得密封组件不易在电池组装的后续流程中被其他部件所干扰，保证密封的可靠性。6)在弹性密封件的敞口端设置向外延伸的挡边，能够充分封闭注液孔的对外开口，有利于提高密闭效果。7)在紧固件的支撑部尾端同样设置向外延伸的锁紧部，则能够与其支撑部一同起到双重卡紧的作用，保证密封件与注液孔的紧密贴合，特别是对于支撑部采用中空结构的情形，锁紧部卡紧的同时会增大支撑部向外的弹力，该弹力垂直于密封件与注液孔的贴合面，能够有效增强密封件的密闭能力。8)采用齿状锁紧部外沿，有利于减少锁紧部卡入沉头时的纵向摩擦，同时也有利于其产生适当的形变。
下面通过具体实施方式并结合附图对本发明作进一步的详细说明。
【附图说明】
图1是一种锂离子电池盖板组件。
图2是紧固件立体图。
图3是紧固件轴向剖视图。
图4是弹性密封件立体图。
图5是弹性密封件轴向剖视图。
图6是注液孔轴向剖视图。
图7是紧固件、弹性密封件装配于注液孔中的轴向剖视图。
图8是方形锂离子电池壳体示意图。
图9是另一种紧固件轴向剖视图。
图10是另一种弹性密封件轴向剖视图。
【具体实施方式】
实施例一、一种锂离子电池盖板组件，结合图1～图7，包括盖体和密封组件，盖体包括盖板4和极板3，密封组件包括弹性密封件2和紧固件1，盖板4和极板3上设有注液孔7，弹性密封件2位于注液孔7内壁与紧固件1之间，紧固件1将弹性密封件2卡紧在注液孔7内。
注液孔7具有图6所示的结构，呈沉头孔型，包括位于下部的直孔32和位于上部的沉头31。直孔32的内径为g，沉头31的内径为a。
弹性密封件2具有图4与图5所示的结构，包括顶端封闭的中空头部23和由敞口端向外延伸的挡边21。其中空头部23的外径为f，大于直孔32的内径g；挡边21的边沿直径为e，小于沉头31的内径a；空腔22的内径为d。
紧固件1具有图2与图3所示的结构，包括支撑部13和锁紧部11，支撑部13为顶端封闭的中空形状，锁紧部11外沿具有齿12。支撑部13的外径为b，大于空腔22的内径d；锁紧部11外沿直径为c，大于沉头31的内径a。
紧固件1按照图7所示的结构将弹性密封件2卡紧在注液孔7内：弹性密封件2的中空头部23与注液孔7的直孔32过盈配合；紧固件1的支撑部13与弹性密封件2的空腔22内壁过盈配合；紧固件1的锁紧部11与沉头31过盈配合。
上述实施例中，沉头注液孔也可以采用带有倾斜面的沉头形状，只要注液孔具有能够容纳紧固件与弹性密封件延伸部的凹陷就可以了。
弹性密封件可以采用PP、PE等高分子材料，其主要作用是通过产生弹性/塑性形变，来达到良好的密封效果。弹性密封件本身的尺寸可以大于注液孔，达到弹性密封件与注液孔、弹性密封件与紧固件的双重过盈配合，增强密封效果；当然，也可以是仅靠紧固件的卡紧作用将弹性密封件固定在注液孔中，而无需弹性密封件尺寸大于注液孔。弹性密封件的形状也不局限于上述实施例中给出的，其中空部分可以为半球形，挡边的延伸也可以是具有弧型过渡的，如图10所示。挡边的设置是为了冲压时定位的方便，并提高密封效果，至于挡边的长短，甚至是否具有挡边完全可以根据需要来确定，都不是实现本发明的必备要件。
紧固件最好采用钢等具有良好硬度和刚性的材料，其主要作用是卡紧弹性密封件，因此，就采用现有的钢珠，也是可以的，不过采用本实施例中给出的中空结构能够有更小的冲压力要求和更好的效果。与弹性密封件类似，其形状也不局限于上述实施例中给出的，中空部分可以为半球形，挡边的延伸也可以是具有弧型过渡的，如图9所示。其延伸的锁紧部由于能够卡紧在注液孔的沉头中，使支撑部产生更大的挤压，以提供更好密封效果，因而是特别优选的。
实施例二、一种锂离子电池壳，结合图8，包括电池罐5和封闭其开口的电池盖板组件，所述电池盖板组件具有实施例一中所述结构。
实施例三、一种锂离子电池，包括锂离子电池壳和封装在其中的电池电芯。所述电池壳具有实施例二中所述结构。
应当理解的是，本发明的所述的锂离子电池盖板组件的的极板、盖板还可以设计成其他形状，例如圆形，相应的锂离子电池壳体及锂离子电池可以设计成圆柱形等。同时注液孔还可设计成其它一端直径大，一端直径小的形状，如将实施例中所述的直孔设计成锥形孔。上述针对较佳实施例的描述仅为更好的理解本发明而提供，不能因此而理解为对本发明的专利保护范围的限制，其专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1、一种锂离子电池盖板组件，包括盖体，所述盖体上设有注液孔，还包括弹性密封件和紧固件，所述弹性密封件位于注液孔壁与紧固件之间，所述紧固件将弹性密封件卡紧在注液孔内，所述弹性密封件具有顶端封闭的中空头部，其外壁与注液孔内壁紧密贴合，所述紧固件具有支撑部，其位于所述弹性密封件的中空部分中，并与该部分过盈配合，其特征在于：所述支撑部为顶端封闭的中空形状，其中空部分的外径大于所述弹性密封件的中空部分的内径。
2、根据权利要求1所述的锂离子电池盖板组件，其特征在于：所述弹性密封件采用高分子材料。
3、根据权利要求1或2所述的锂离子电池盖板组件，其特征在于：所述注液孔呈沉头孔型，包括位于下部的直孔和位于上部的沉头。
4、根据权利要求3所述的锂离子电池盖板组件，其特征在于：所述弹性密封件的敞口端还具有向外延伸的挡边，所述挡边位于所述沉头中。
5、根据权利要求4所述的锂离子电池盖板组件，其特征在于：所述紧固件的支撑部尾端还具有向外延伸的锁紧部，锁紧部外沿直径大于沉头内径，所述锁紧部卡紧在沉头中。
6、根据权利要求5所述的锂离子电池盖板组件，其特征在于：所述锁紧部外沿成齿状。
7、一种锂离子电池壳，包括电池罐和封闭其开口的电池盖板组件，其特征在于：所述电池盖板组件具有上述任一项权利要求所述的锂离子电池盖板组件。
8、一种具有权利要求7所述电池壳的锂离子电池。
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